(57)【要約】【課題】排ガス中のパティキュレートをより低温で酸化、燃焼できる排ガス浄化用酸化触媒装置を提供する。【解決手段】排ガス浄化用酸化触媒装置１は、多孔質フィルタ基材２と、多孔質フィルタ基材２に担持された触媒とを備える。多孔質フィルタ基材２は、流入セル４と、流出セル５と、セル隔壁６とを備え、該触媒は、セル隔壁６の流入セル４側の表面に担持された触媒層３からなる。排ガス中のパティキュレートを触媒により酸化し、浄化する。触媒は、化学式ＹＭｎＯ3で表される複合金属酸化物またはＹ0.95Ａｇ0.05ＭｎＯ3で表される複合金属酸化物と、酸化ジルコニウムとの混合物の多孔質体からなる。触媒層３は、直径が０．０１〜５．０μｍの気孔を備える多孔質体からなり、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３全体の気孔率が、５０〜６５体積％である。触媒層３は、セル隔壁６の流入セル４側の表面のみに担持されている。【選択図】  図１
2010022893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端部を排ガス流入部とし、他方の端部を排ガス流出部とするウォールフロー構造を有する多孔質フィルタ基材と、該多孔質フィルタ基材に担持された触媒とを備え、
該多孔質フィルタ基材は、軸方向に貫通して形成された複数の貫通孔のうち、排ガス流入部が開放されるとともに排ガス流出部が閉塞された複数の流入セルと、該複数の貫通孔の排ガス流入部が閉塞されるとともに排ガス流出部が開放された複数の流出セルと、該流入セル及び該流出セルを隔てるセル隔壁とを備え、
該触媒は、該セル隔壁の少なくとも該流入セル側の表面に担持された触媒層からなり、
該排ガス流入部から流入する内燃機関の排ガスを該セル隔壁を介して該流出セルに流通させる間に、該排ガス中のパティキュレートを前記触媒により酸化し、浄化された該排ガスを該排ガス流出部から流出せしめる排ガス浄化用酸化触媒装置において、
該触媒は、化学式ＹＭｎＯ3で表される複合金属酸化物またはＹ0.95Ａｇ0.05ＭｎＯ3で表される複合金属酸化物と、酸化ジルコニウムとの混合物の多孔質体からなることを特徴とする排ガス浄化用酸化触媒装置。
【請求項２】
前記触媒層は、直径が０．０１〜５．０μｍの範囲の気孔を備える多孔質体からなり、前記多孔質フィルタ基材及び該触媒層全体の気孔率が、５０〜６５体積％の範囲であることを特徴とする請求項１記載の排ガス浄化用酸化触媒装置。
【請求項３】
前記触媒層は、１０〜２０μｍの範囲の厚さを備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の排ガス浄化用酸化触媒装置。
【請求項４】
前記触媒層は、前記セル隔壁の前記流入セル側の表面のみに担持されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の排ガス浄化用酸化触媒装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排ガスに含まれるパティキュレートを、複合金属酸化物からなる触媒を用いて酸化、燃焼して浄化する排ガス浄化用酸化触媒装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排ガスに含まれるパティキュレートや炭化水素を酸化、燃焼して浄化するために、ペロブスカイト型複合金属酸化物からなる触媒を用いた排ガス浄化用酸化触媒装置が知られている。
【０００３】
前記排ガス浄化用酸化触媒装置として、ハニカム構造を有する多孔質フィルタ基材の表面に、前記ペロブスカイト型複合金属酸化物からなる触媒層を担持させてなるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、前記ハニカム構造を有する多孔質フィルタ基材として、一方の端部を排ガス流入部とし、他方の端部を排ガス流出部とするウォールフロー構造を有する多孔質フィルタ基材が知られている（例えば、特許文献２参照）。前記ウォールフロー構造を備える前記多孔質フィルタ基材は、軸方向に貫通して形成された複数の貫通孔のうち、排ガス流入部が開放されるとともに排ガス流出部が閉塞された複数の流入セルと、該複数の貫通孔の排ガス流入部が閉塞されるとともに排ガス流出部が開放された複数の流出セルと、該流入セル及び該流出セルを隔てるセル隔壁とを備えるものである。
【０００５】
前記ウォールフロー構造を備える前記多孔質フィルタ基材を用いる排ガス浄化用酸化触媒装置によれば、前記排ガス流入部から流入する内燃機関の排ガスを前記セル隔壁を介して前記流出セルに流通させる間に、該排ガス中のパティキュレートを前記触媒により酸化、燃焼し、浄化された該排ガスを前記排ガス流出部から流出せしめることができる。
【０００６】
前記従来の排ガス浄化用酸化触媒装置において、前記触媒としては、一般式ＡＭＯ3で表され、ＡサイトにはＬａ、Ｙ、Ｄｙ、Ｎｄ等の１種以上と、Ｓｒ、Ｂａ、Ｍｇ等の１種以上の金属が入り、ＭサイトにはＭｎ、Ｆｅ、Ｃｏ等の１種以上の金属が入るペロブスカイト型複合金属酸化物が用いられるとされている。前記ペロブスカイト型複合金属酸化物として、具体的には、Ｌａ1-xＳｒxＦｅＯ3（０.１≦ｘ≦０.６５）、Ｌａ1-xＢａxＦｅＯ3（０.１≦ｘ≦０.６５）等が挙げられている。
【０００７】
また、本発明者らにより、前記触媒として、一般式Ｙ1-xＡｇxＭｎ1-yＡyＯ3で表され、ＡはＴｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｒｕからなる群から選択される１種の金属であり、０．０１≦ｘ≦０．１５かつ０．００５≦ｙ≦０．２であるペロブスカイト型複合金属酸化物が提案されている（特許文献３参照）。
【０００８】
前記ペロブスカイト型複合金属酸化物によれば、前記パティキュレートの燃焼温度を低下させることができるが、さらに該燃焼温度を低下させることのできる排ガス浄化用酸化触媒装置が望まれる。
【特許文献１】特開平７−１１６５１９号公報
【特許文献２】特開２００７−２３７０１２号公報
【特許文献３】特開２００８−１００１８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、かかる不都合を解消して、内燃機関の排ガス中のパティキュレートをより低温で酸化、燃焼することができる排ガス浄化用酸化触媒装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的を達成するために、本発明は、一方の端部を排ガス流入部とし、他方の端部を排ガス流出部とするウォールフロー構造を有する多孔質フィルタ基材と、該多孔質フィルタ基材に担持された触媒とを備え、該多孔質フィルタ基材は、軸方向に貫通して形成された複数の貫通孔のうち、排ガス流入部が開放されるとともに排ガス流出部が閉塞された複数の流入セルと、該複数の貫通孔の排ガス流入部が閉塞されるとともに排ガス流出部が開放された複数の流出セルと、該流入セル及び該流出セルを隔てるセル隔壁とを備え、該触媒は、該セル隔壁の少なくとも該流入セル側の表面に担持された触媒層からなり、該排ガス流入部から流入する内燃機関の排ガスを該セル隔壁を介して該流出セルに流通させる間に、該排ガス中のパティキュレートを前記触媒により酸化し、浄化された該排ガスを該排ガス流出部から流出せしめる排ガス浄化用酸化触媒装置において、該触媒は、化学式ＹＭｎＯ3で表される複合金属酸化物またはＹ0.95Ａｇ0.05ＭｎＯ3で表される複合金属酸化物と、酸化ジルコニウムとの混合物の多孔質体からなることを特徴とする。
【００１１】
本発明の排ガス浄化用酸化触媒装置は、前記ウォールフロー構造を有する多孔質フィルタ基材のセル隔壁の少なくとも流入セル側の表面に担持された触媒層を形成する触媒を、化学式ＹＭｎＯ3で表される複合金属酸化物またはＹ0.95Ａｇ0.05ＭｎＯ3で表される複合金属酸化物と、酸化ジルコニウムとの混合物の多孔質体とすることにより、内燃機関の排ガス中のパティキュレートを、より低温で燃焼させることができる。
【００１２】
本発明の排ガス浄化用酸化触媒装置において、前記触媒層は、直径が０．０１〜５．０μｍの範囲の気孔を備える多孔質体からなり、前記多孔質フィルタ基材及び該触媒層全体の気孔率が、５０〜６５体積％の範囲であることが好ましい。本発明の排ガス浄化用酸化触媒装置は、前記触媒層を形成する前記多孔質体の気孔の直径が、前記範囲内であるか、または、前記多孔質フィルタ基材及び該触媒層全体の気孔率が、前記範囲内であることにより、内燃機関の排ガス中のパティキュレートの燃焼温度を、十分に低温にすることができる。
【００１３】
本発明の排ガス浄化用酸化触媒装置において、前記触媒層を形成する前記多孔質体の気孔の直径が０．０１μｍ未満である場合には、圧力損失が増大することがある。一方、前記触媒層の前記気孔の直径が３．０μｍを超える場合には、前記排ガス中の前記パティキュレートが該気孔の表面に十分に接触することができなくなり、該パティキュレートの燃焼温度を低下させる効果が十分に得られないことがある。
【００１４】
また、本発明の排ガス浄化用酸化触媒装置において、前記多孔質フィルタ基材及び前記触媒層全体の気孔率が５０体積％未満である場合には、前記排ガスが前記気孔を通過する際に圧力損失が増大することがある。一方、前記多孔質フィルタ基材及び前記触媒層全体の気孔率が６５体積％を超える場合には、前記排ガスと該触媒層との接触確率が低下し、前記パティキュレートの燃焼温度を低下させる効果が十分に得られないことがある。
【００１５】
また、本発明の排ガス浄化用酸化触媒装置において、前記触媒層は、１０〜２０μｍの範囲の厚さを備えることが好ましい。前記触媒層の厚さが１０μｍ未満である場合には、前記排ガス中の前記パティキュレートが該気孔の表面に十分に接触することができなくなり、該パティキュレートの燃焼温度を低下させる効果が十分に得られないことがある。また、前記触媒層の厚さが２０μｍを超える場合には、圧力損失が増大することがある。
【００１６】
また、本発明の排ガス浄化用酸化触媒装置において、前記触媒層は、前記セル隔壁の流入セル側の表面及び流出セル側の表面の両方に担持されていてもよいが、流入セル側の表面のみに担持されているものでも、前記パティキュレートの燃焼温度を低下させる効果を十分に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図１は本実施形態の排ガス浄化用酸化触媒装置の説明的断面図、図２は本実施形態の排ガス浄化用酸化触媒装置による排出ガスのＣＯ2濃度を示すグラフ、図３は本実施形態の排ガス浄化用酸化触媒装置における多孔質フィルタ基材及び触媒層の気孔の直径を示すグラフ、図４は本実施形態の排ガス浄化用酸化触媒装置における多孔質フィルタ基材及び触媒層全体の気孔率を示すグラフである。また、図５（ａ）は実施例１の排ガス浄化用酸化触媒装置のセル隔壁の倍率５０倍の断面画像、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ部を拡大して示す倍率５００倍の断面画像であり、図６（ａ）は実施例２の排ガス浄化用酸化触媒装置のセル隔壁の倍率５０倍の断面画像、図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ部を拡大して示す倍率５００倍の断面画像である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の排ガス浄化用酸化触媒装置１は、一方の端部を排ガス流入部１ａとし、他方の端部を排ガス流出部１ｂとするウォールフロー構造を有する多孔質フィルタ基材２と、多孔質フィルタ基材２に担持された触媒とを備えている。
【００１９】
多孔質フィルタ基材２は、例えばＳｉＣからなる多孔質体であって、直径が２０〜２５μｍの範囲の複数の気孔を備えると共に、それ自体５５〜６０体積％の範囲の気孔率を備えている。多孔質フィルタ基材２は、例えば直方体形状であり、軸方向に貫通する複数の貫通孔が断面格子状に配設されて、該貫通孔からなる複数の流入セル４と複数の流出セル５とを備えている。流入セル４は、排ガス流入部１ａ側の端部４ａが開放されると共に排ガス流出部１ｂ側の端部４ｂが閉塞されている。一方、流出セル５は、排ガス流入部１ａ側の端部５ａが閉塞されると共に排ガス流出部１ｂ側の端部５ｂが開放されている。流入セル４及び流出セル５は、断面市松格子状となるように交互に配設されていて、各セル４，５の境界部を形成するセル隔壁６により相互に隔てられている。
【００２０】
排ガス浄化用酸化触媒装置１は、触媒として、図１に示すようにセル隔壁６の流入セル４側の表面に担持されている触媒層３を備えている。触媒層３は、直径が０．０１〜５．０μｍの範囲の気孔（図示せず）を備える多孔質体であって、化学式ＹＭｎＯ3で表される複合金属酸化物または化学式Ｙ0.95Ａｇ0.05ＭｎＯ3で表される複合金属酸化物と、酸化ジルコニウムとの混合物からなる。また、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３は、両者を合わせた全体の気孔率が５０〜６５体積％の範囲となっている。尚、図示しないが、最外層のセル隔壁６の外周部には、排ガスの流出を規制する金属からなる規制部材が設けられている。
【００２１】
排ガス浄化用酸化触媒装置１においては、触媒層３は、セル隔壁６の流入セル４側の表面のみに担持されているが、流入セル４側の表面と流出セル５側の表面との両方に担持されていてもよい。また、多孔質フィルタ基材２として、ＳｉＣからなる多孔質体を用いているが、Ｓｉ−ＳｉＣからなる多孔質体を用いてもよい。
【００２２】
次に、図１を参照して本実施形態の排ガス浄化用酸化触媒装置１の作動について説明する。まず、排ガス浄化用酸化触媒装置１を、排ガス流入部１ａが内燃機関の排ガスの流路に対して上流側となるように設置する。このようにすると、流出セル５は端部５ａが閉塞されているので、前記排ガスは、図１に矢示するように、端部４ａから流入セル４内へ導入される。
【００２３】
このとき、流入セル４は排ガス流出部１ｂ側の端部４ｂが閉塞されているので、流入セル４内へ導入された前記排ガスは、多孔質フィルタ基材２からなるセル隔壁６を介して流出セル５内へ流通せしめられる。そして、前記流通せしめられる間に、前記排ガス中のパティキュレートが、セル隔壁６の表面に担持された触媒層３に接触し、触媒層３の触媒の作用により酸化、燃焼され、除去される。
【００２４】
この結果、前記パティキュレートが燃焼除去された前記排ガスが、流出セル５の排ガス流出部１ｂ側の端部５ｂから、外部に排出される。
【００２５】
本実施形態の排ガス浄化用酸化触媒装置１によれば、触媒層３を形成する触媒が、化学式ＹＭｎＯ3で表される複合金属酸化物または化学式Ｙ0.95Ａｇ0.05ＭｎＯ3で表される複合金属酸化物と、酸化ジルコニウムとの混合物からなることにより、内燃機関の排ガス中のパティキュレートをより低温で酸化、燃焼し、浄化することができる。
【００２６】
また、本実施形態の排ガス浄化用酸化触媒装置１によれば、触媒層３が多孔質体からなり、直径が０．０１〜５．０μｍの範囲の気孔を備え、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３を合わせた全体が５０〜６５体積％の範囲の気孔率を備えている。この結果、前記排ガス中のパティキュレートと触媒層３との接触確率を高めることができる。従って、本発明によれば、従来技術の排ガス浄化用酸化触媒装置と比較して、内燃機関の排ガス中のパティキュレートをさらに低温で酸化、燃焼し、浄化することができる。
【００２７】
次に、本発明の実施例及び比較例を示す。
【実施例１】
【００２８】
本実施例では、まず、硝酸イットリウム５水和物と、硝酸マンガン６水和物と、クエン酸と、水とを、１：１：６：４０のモル比となるように秤量し、２５℃の温度で１５分間、乳鉢で混合粉砕した後、４００℃の温度で１時間、一次焼成を行った。次に、前記一次焼成で得られた結果物に対し、１０質量％の水分散ジルコニアゾルを、１５分間、乳鉢で混合粉砕した後、回転式ボールミルを用い、１００回転／分で５時間、混合粉砕し、触媒前駆体スラリーを調製した。尚、前記水分散ジルコニアゾルは、酸化ジルコニウム粉末を水に分散したものである。
【００２９】
次に、軸方向に貫通する複数の貫通孔が断面格子状に配設された多孔質フィルタ基材２（日本碍子株式会社製ＳｉＣ多孔質体、商品名：ＭＳＣ１４）を用意した。多孔質フィルタ基材２は、３６×３６×５０ｍｍの寸法を備えるみかけ体積６５０００ｍｍ3の直方体形状であり、気孔の平均直径が２０〜２５μｍの範囲にある。
【００３０】
次に、多孔質フィルタ基材２の前記貫通孔の一端部を一つ置きに（すなわち、断面市松格子状となるように）、シリカを主成分とするセラミックス接着剤にて閉塞することにより、流出セル５を形成した。次に、多孔質フィルタ基材２に、前記端部が閉塞されている側から前記スラリーを流し込むことにより、端部が閉塞されていない前記複数の貫通孔（すなわち、流出セル５以外のセル）内に該スラリーを流入させ、次いで、多孔質フィルタ基材２から過剰な前記スラリーを除去した。
【００３１】
次に、前記スラリーが付着された多孔質フィルタ基材２を、８００℃の温度で１時間、二次焼成した。この結果、流出セル５以外のセルのセル隔壁６の表面に、化学式ＹＭｎＯ3で表される複合金属酸化物と、酸化ジルコニウムとの混合物の多孔質からなる触媒層３が形成された。触媒層３は、前記二次焼成により、直径が０．０１〜５．０μｍの範囲の気孔を備える多孔質体となっている。
【００３２】
次に、流出セル５以外のセルの前記端部が閉塞された側とは反対側の端部を、シリカを主成分とするセラミックス接着剤にて閉塞して、流入セル４を形成することにより、図１に示す構成を備える排ガス浄化用酸化触媒装置１を製造した。排ガス浄化用酸化触媒装置１は、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３を合わせた全体が５０〜６５体積％の範囲の気孔率を備えている。
【００３３】
次に、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１に対して、次のようにして触媒評価性能試験を行った。まず、排ガス浄化用酸化触媒装置１を、排気量が２．４Ｌのディーゼルエンジンを搭載したエンジンベンチの排気系に搭載した。次に、パティキュレートを含む雰囲気ガス下において、該雰囲気ガスの排ガス浄化用酸化触媒装置１に対する流入温度１８０℃、エンジン回転数１５００回転／分、トルク７０Ｎ／ｍの条件で、前記ディーゼルエンジンを２０分間運転することにより、排ガス浄化用酸化触媒装置１のみかけ体積１Ｌあたりパティキュレートを２ｇ捕集させた。
【００３４】
次に、パティキュレートが捕集された排ガス浄化用酸化触媒装置１を前記排気系から取り出し、流通型昇温度装置内の石英管内に固定した。次に、前記石英管の一端部（供給口）から、酸素と窒素との体積比が１０：９０である雰囲気ガスを、空間速度２００００／時間で供給し、石英管の他端部（排出口）から排出させながら、前記流通型昇温度装置の管状マッフル炉により、排ガス浄化用酸化触媒装置１を室温から７００℃の温度まで３℃／分で加熱した。このとき、前記石英管からの排出ガスのＣＯ2濃度を質量分析計を用いて測定した。結果を図２に示す。尚、図２において、ＣＯ2濃度のピークがパティキュレートの燃焼温度に相当する。
【００３５】
次に、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１をダイヤモンドカッターにて切削することにより、５ｍｍ角の立方体を３個切り出した。
【００３６】
次に、１個目の立方体の排ガス浄化用酸化触媒装置１に対して、自動水銀ポロシメータを用いて、多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３の気孔の直径と、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３を合わせた全体の気孔率とを測定した。多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３の気孔の直径の測定結果を図３に、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３を合わせた全体の気孔率の測定結果を図４に示す。
【００３７】
図３に示すように、多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３の気孔の直径は、０．０１〜１００μｍの範囲にあった。ここで、多孔質フィルタ基材２の気孔の平均直径が２０〜２５μｍの範囲にあることを考慮すると、触媒層３の気孔の直径は０．０１〜５．０μｍの範囲にあると考えられる。また、図４に示すように、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３を合わせた全体の気孔率は６１体積％であることが明らかである。
【００３８】
次に、２個目の立方体の排ガス浄化用酸化触媒装置１に対して、透過型電子顕微鏡を用いて断面画像を撮影した。図５（ａ），（ｂ）に排ガス浄化用酸化触媒装置１の断面画像を示す。図５（ｂ）に示すように、セル隔壁６の表面に形成されている触媒層３は、１０〜２０μｍの範囲の厚さを備えていることが明らかである。
【００３９】
次に、３個目の立方体の排ガス浄化用酸化触媒装置１に対して、Ｘ線回折装置を用いて、触媒層３を構成する触媒の成分を評価した。触媒層３のＸ線回折の結果から、前記触媒は、複合金属酸化物であるＹＭＯ3（Ｍは金属）に起因する結晶ピークと、２θ＝３１°前後にメインピークを有する酸化ジルコニウムに起因する結晶ピークとを備えており、化学式ＹＭｎＯ3で表される複合金属酸化物と、酸化ジルコニウムとの混合物からなることが明らかである。尚、前記酸化ジルコニウムは、複合金属酸化物であるＹＭｎＯ3中のイットリウムの一部が酸化ジルコニウム中に固溶して生成された立方晶イットリウム安定化ジルコニアである。
【実施例２】
【００４０】
本実施例では、まず、硝酸イットリウム５水和物と、硝酸銀と、硝酸マンガン６水和物と、クエン酸と、水とを、０．９５：０．０５：１：６：４０のモル比となるように秤量し、２５℃の温度で１５分間、乳鉢で混合粉砕した後、４００℃の温度で１時間、一次焼成を行った。次に、前記一次焼成で得られた結果物に対し、１０質量％の水分散ジルコニアゾルを、１５分間、乳鉢で混合粉砕した後、回転式ボールミルを用い、１００回転／分で５時間、混合粉砕し、触媒前駆体スラリーを調製した。
【００４１】
次に、本実施例で得られた前記触媒前駆体スラリーを用いた以外は、実施例１と全く同一にして、図１に示す構成を備える排ガス浄化用酸化触媒装置１を製造した。
【００４２】
本実施例で得られた排ガス浄化用酸化触媒装置１は、流入セル４のセル隔壁６の表面に、化学式Ｙ0.95Ａｇ0.05ＭｎＯ3で表される複合金属酸化物と、酸化ジルコニウムとの混合物の多孔質からなる触媒層３が形成されており、触媒層３は、前記二次焼成により、直径が０．０１〜５．０μｍの範囲の気孔を備える多孔質体となっている。また、本実施例で得られた排ガス浄化用酸化触媒装置１は、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３を合わせた全体が５０〜６５体積％の範囲の気孔率を備えている。
【００４３】
次に、本実施例で得られた排ガス浄化用酸化触媒装置１を用いた以外は、実施例１と全く同一にして、触媒評価性能試験を行った。結果を図２に示す。
【００４４】
次に、本実施例の排ガス浄化用酸化触媒装置１をダイヤモンドカッターにて切削することにより、５ｍｍ角の立方体を３個切り出した。
【００４５】
次に、１個目の立方体の排ガス浄化用酸化触媒装置１に対して、自動水銀ポロシメータを用いて、多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３の気孔の直径と、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３を合わせた全体の気孔率とを測定した。多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３の気孔の直径の測定結果を図３に、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３を合わせた全体の気孔率の測定結果を図４に示す。
【００４６】
図３に示すように、多孔質フィルタ基材２の気孔の直径及び触媒層３の気孔の直径は、０．０１〜１００μｍの範囲にあった。ここで、多孔質フィルタ基材２の気孔の平均直径が２０〜２５μｍの範囲にあることを考慮すると、触媒層３の気孔の直径は０．０１〜５．０μｍの範囲にあると考えられる。また、図４に示すように、多孔質フィルタ基材２及び触媒層３を合わせた全体の気孔率は５１体積％であることが明らかである。
【００４７】
次に、２個目の立方体の排ガス浄化用酸化触媒装置１に対して、透過型電子顕微鏡を用いて断面画像を撮影した。図６（ａ），（ｂ）に排ガス浄化用酸化触媒装置１の断面画像を示す。図６（ｂ）に示すように、セル隔壁６の表面にが形成されている触媒層３は、１０〜２０μｍの範囲の厚さを備えていることが明らかである。
【００４８】
次に、３個目の立方体の排ガス浄化用酸化触媒装置１に対して、Ｘ線回折装置を用いて、触媒層３を構成する触媒の成分を評価した。触媒層３のＸ線回折の結果から、前記触媒は、複合金属酸化物であるＹＭＯ3（Ｍは金属）に起因する結晶ピークと、２θ＝３１°前後にメインピークを有する酸化ジルコニウムに起因する結晶ピークとを備えており、化学式Ｙ0.95Ａｇ0.05ＭｎＯ3で表される複合金属酸化物と、酸化ジルコニウムとの混合物からなることが明らかである。尚、前記酸化ジルコニウムは、複合金属酸化物であるＹ0.95Ａｇ0.05ＭｎＯ3中のイットリウムの一部が酸化ジルコニウム中に固溶して生成された立方晶イットリウム安定化ジルコニアである。
〔比較例〕
本比較例では、触媒層３ａ，３ｂを全く形成しなかった以外は、前記実施例と全く同一にして、排ガス浄化用酸化触媒装置を製造した。
【００４９】
次に、本比較例の排ガス浄化用酸化触媒装置に対して、前記実施例と全く同一にして、触媒評価性能試験を行った。結果を図２に示す。
【００５０】
図２から、前記実施例１または実施例２の排ガス浄化用酸化触媒装置１によれば、本比較例の排ガス浄化用酸化触媒装置に比較して、内燃機関の排ガス中のパティキュレートをより低温で酸化、燃焼することができることが明らかである。
【００５１】
次に、本比較例の排ガス浄化用酸化触媒装置１をダイヤモンドカッターにて切削することにより、５ｍｍ角の立方体を１個切り出した。
【００５２】
次に、前記立方体の排ガス浄化用酸化触媒装置１に対して、自動水銀ポロシメータを用いて、多孔質フィルタ基材２の気孔の直径と、気孔率とを測定した。多孔質フィルタ基材２の気孔の直径の測定結果を図３に、多孔質フィルタ基材２の気孔率の測定結果を図４に示す。
【００５３】
図３に示すように、多孔質フィルタ基材２の気孔は、平均直径が２０〜２５μｍの範囲にあることが明らかである。また、図４に示すように、多孔質フィルタ基材２の気孔率は４２体積％であることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の排ガス浄化用酸化触媒装置の説明的断面図。
【図２】本発明の排ガス浄化用酸化触媒装置による排出ガスのＣＯ2濃度を示すグラフ。
【図３】本発明の排ガス浄化用酸化触媒装置における多孔質フィルタ基材及び触媒層の気孔の直径を示すグラフ。
【図４】本発明の排ガス浄化用酸化触媒装置における多孔質フィルタ基材及び触媒層全体の気孔率を示すグラフ。
【図５】（ａ）は本発明に係る実施例１の排ガス浄化用酸化触媒装置のセル隔壁の倍率５０倍の断面画像であり、（ｂ）は（ａ）のＡ部を拡大して示す倍率５００倍の断面画像。
【図６】（ａ）は本発明に係る実施例２の排ガス浄化用酸化触媒装置のセル隔壁の倍率５０倍の断面画像であり、（ｂ）は（ａ）のＡ部を拡大して示す倍率５００倍の断面画像。
【符号の説明】
【００５５】
１…排ガス浄化用酸化触媒装置、  ２…多孔質フィルタ基材、  ３…触媒層、  ４…流入セル、  ５…流出セル、  ６…セル隔壁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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